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化材院陆伟刚教授和李丹教授在Chemical Society Reviews发表综述论文

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发表于 2021-3-30 17:35:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
 
近日,广东省功能配位超分子材料重点实验室、暨南大学化学与材料学院陆伟刚教授和李丹教授团队以暨南大学为唯一通讯单位,在化学综合类国际顶级期刊Chemical SocietyReviews(影响因子42.846)上发表题为“Metal–organic frameworks as photoluminescent biosensing platforms: mechanisms and applications”的综述论文。
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图1、论文首页截图

由于具有大的比表面积、可调控设计且种类丰富的结构,金属-有机框架(MOF)材料作为一类高维多孔网络材料,在气体吸附与分离、催化、药物传输、检测等领域展现出了很大的潜力。在生态系统中,生物分子、生物标记物、毒素分子、药物分子等的异常含量,往往与生物体的健康密切相关,因此,实时监控环境及生物体内相关分子的含量对于环境质量评估、疾病诊断与治疗具有重要意义。目前,MOF在生物传感领域已开展了广泛的研究,系统地总结其研究进展及相关检测机理,对于设计合成高性能荧光传感材料具有指导意义。
该论文从生物分子检测、生物标记物检测、药物分子检测及毒素分子检测四个方面,全面系统地总结了近五年来MOF类荧光检测材料在生物传感领域的研究进展,并从中归纳出六种主要的检测机理,包括光电子转移机理(PET)、共振能量转移机理(RET)、竞争吸收机理(CA)、结构转变机理(ST)、化学转化机理(CC)与猝灭剂移除机理(QD)。最后,简要讨论了这一研究领域所面临的挑战和发展前景。
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图2、MOF类荧光检测材料在生物传感领域的研究进展及六种主要检测机理

李丹教授团队在生物金属-有机框架(bioMOF)构筑、检测性质探索领域开展了多年的研究,主要的研究成果有:(1)bioMOF构筑:在bioMOF领域,以腺嘌呤等生物分子为构筑基元,辅助二羧酸有机配体构筑了系列高维多孔的bioMOF材料,并在Coordination Chemistry Reviews发表了相关综述。其中,以腺嘌呤及均对苯二甲酸为组成构筑了具有Watson-crick活性位点的bioMOF,该材料首次实现了晶体材料限域空间中的A-T碱基配对的超分子识别。通过更换第二配体,得到了由分别由卟啉四羧酸、芘四羧酸、2,5-氨基-联苯二羧酸、吡嗪四羧酸等构筑的bioMOF材料,其中以Zn、腺嘌呤与2,5-呋喃二甲酸构筑的bioMOF中,首次实现了含有对称面没有对称中心的非手性结构的光学活性。(2)MOF检测性质研究:在检测领域开展了金属离子、挥发性有机化合物、生物分子等的检测。其中,以吡嗪衍生四羧酸与Zr/Hf离子为构筑单元合成了一系列具有不同拓扑的三维MOF材料,实现了重铬酸根的检测并证实了合适的拓扑结构和匹配的孔径对于进一步提高主客体相互作用具有重要意义;以萘二羧酸与Eu离子为构筑单元合成了具有pH诱导发光转变性质的三维MOF材料,实现了生物分子酸性氨基酸、毒素分子3-硝基丙酸的检测。以上成果发表在化学和材料领域的权威学术刊物J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.J. Mater. Chem. A等上,受到了广泛的关注。
本研究工作得到国家自然科学基金重点项目、广东省重大基础与应用基础计划、广东省自然科学基金的资助。

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